超声辅助芬顿氧化降解油田压裂返排液

发布时间：2021-08-23 17:19

　　压裂返排液的降解对保护环境、节约水资源具有重要意义。本文采用超声辅助芬顿试剂氧化的方法,对长庆油田的高矿化度、高黏度返排液污水进行氧化降解,考察了不同因素对氧化降解反应的影响。研究表明,在适宜的反应条件下,即H2O2与FeSO4摩尔比3.7∶1、超声功率120 W、反应温度20℃、反应时间18 min、反应液pH值6.17（接近原水）,水样的COD从10615.5 mg/L降至2351.3 mg/L,COD去除率可达到77.85%,色度从2113. 8 CU降至20.95 CU,浊度从47.88 NTU降至0.12 NTU,黏度从1.79 mPa·s降至1.02 mPa·s,矿化度从7130 mg/L降至1045 mg/L。经超声辅助芬顿处理,可实现压裂返排液的快速降黏,大量脱除COD,极大地降低返排液的色度、浊度,有利于后续深度处理。图12表1参7 

【文章来源】：油田化学. 2020,37(02)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

超声辅助芬顿氧化实验装置

超声、芬顿与超声-芬顿联用对压裂返排液的处理效果见图2和表1，超声/芬顿反应初始条件为：超声功率为120 W、2000 mg/L Fe SO4·7H2O、0.44%H2O2、温度20℃、反应时间18 min，空气流量0.2 L/min，每2 min取样。仅超声处理后的水样的COD值变化不大，而芬顿处理和超声-辅助芬顿处理2min后水样的COD值明显降低，且超声辅助芬顿处理比仅芬顿处理的COD去除率高10%左右。此外，与仅超声处理相比，芬顿处理尤其是超声-辅助芬顿处理后的水样的悬浮物含量、色度、浊度均明显降低。理论上，要用H2O2氧化脱出返排液中70%的COD，每升原液需投加49.58 g/L的H2O2(30%），但实际H2O2(30%）加入量仅为6 g/L，加上超声波振荡及气浮作用，反应液COD去除率可达68.39%。Fenton试剂反应机理为：

其他条件不变，不同p H(3.0、4.1、5.1、6.2、7.1）下超声-辅助芬顿处理压裂液返排液的处理效果见图3和图4。由图3和图4可见，18 min内，p H由3.0增至6.2时，COD去除率随上升，但p H继续增至7.1左右时COD去除率反而下降；反应18 min时，脱色率随p H的升高先增大后减少，浊度去除率随p H升高先略有降低在p H=6~7时明显降低。一方面，因为在中性和碱性条件下，Fe2+易被迅速氧化并以氢氧化物沉淀形式存在，失去其催化活性，浊度上升；另一方面，p H降低，H+浓度的增加会抑制H2O2分解，Fe3+还原为Fe2+受阻，其络合平衡受到影响，反应速率下降，色度上升。压裂返排液的p H值接近6，无需调节。图4 水样p H值对处理后水样色度及浊度的影响

【参考文献】：
期刊论文
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[3]Fenton氧化深度处理稠油废水[J]. 郭训文,汪晓军.  油田化学. 2013(02)
[4]钻井液废液COD降除研究[J]. 徐军,李世勇,郭亮,李养池,张新发,薛斌.  油田化学. 2011(02)



本文编号：3358278